11.3. Способы получения

11.48. Напишите схемы реакций получения карбоновых кислот из альдегидов: а) масляного; б) изомасляного; в) 2-метил­пентаналя; г) метилэтилуксусного. Назовите кислоты.

11.49. Какие получаются карбоновые кислоты, если окислить спирты: а) третизобутилкарбинол; б) 1-бутанол; в) изобутиловый; г) вторбутил карбинол. Напишите схемы реакций. Назовите кислоты и промежуточные соединения.

11.50. Напишите уравнения реакций получения карбоновых кислот: а) из хлороформа; б) из 1,1,1-трибромбутана; в) из 3-метил-1,1,1-трихлорбутана. Назовите кислоты.

11.51. Напишите схемы реакций нитрильного синтеза карбоновых кислот, взяв в качестве исходных: а) 1-бромпропан; б) бром­этан; в) 2-метил-2-бромпропан; г) вторичный бромистый бутил; д) 2-метил-1-бромпропан; е) 3-метил-1-бромбутан. Назовите полученные кислоты.

11.4. Расчетные задачи

11.52. Рассчитайте, какой объем водорода (н.у.) необходим для превращения 1,5 моль олеиновой кислоты в стеариновую.

11.53. Рассчитайте, какой объем водорода (н.у.) необходим для превращения 2 моль акриловой кислоты (СН₂=СН−СООН) в пропионовую.

11.54. Одноосновная карбоновая кислота содержит 40 % углерода, 6,67 % водорода, 53,33 % кислорода. Плотность паров кислоты по аргону 1,5. Исходя из этих данных, найдите молекулярную формулу кислоты.

11.55. Рассчитайте массу технического карбида кальция, содержащего 80 % СаС₂, которая потребуется для получения 60 кг уксусной кислоты.

11.56. Какая масса раствора формалина в воде, концентрацией 35 % необходима, для того чтобы окислением аммиачным раствором оксида серебра получить 1 кг раствора муравьиной кислоты концентрацией 20 % по реакции «серебряного зеркала»?

11.57. При полном сжигании 2,3 г паров органического вещества образовалось 1,12 л углекислого газа (н.у.) и 0,9 г воды. При окислении такого же количества вещества аммиачным раствором оксида серебра выделилось 10,8 г металлического серебра. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества и назовите его.

11.58. Вычислите массу технического сырья, содержащего 60 % карбида кальция, которая потребуется для получения «карбидным способом» 200 кг раствора уксусной кислоты концентрацией 60 %, считая, что выход ее составляет 90 % от теоретического.

11.59. При нагревании 1,36 г технического ацетата натрия с избытком разбавленной серной кислоты получили 0,6 г уксусной кислоты. Вычислите массовую долю примесей в техническом образце ацетата натрия.

11.60. При действии избытка магния на 1 кг раствора уксусной кислоты выделилось 22,4 л водорода (н.у.). Какова массовая доля уксусной кислоты в растворе? Какова масса получившейся соли?

11.61. Какой объем раствора гидроксида натрия (концентрация 20 %, плотность 1219 кг/м³) пойдет на нейтрализацию 200 кг раствора уксусной кислоты концентрацией 15 %?

11.62. Рассчитайте, достаточно ли 75 г уксусной кислоты для растворения магния массой 48 г.

11.63. Можно ли растворить в уксусной кислоте 2 г известняка после того, как к 200 мл ее раствора (концентрация 10 %, плотность 1,104 г/мл) прилили 100 г раствора гидроксида натрия концентрацией 5 %?

11.64. Достаточно ли будет 120 г раствора муравьиной кислоты концентрацией 20 % для растворения 50 гранул цинка (масса одной гранулы 1,5 г)?

11.65. При окислении метанола массой 16 кг образовалась кислота, которую нейтрализовали 0,0002 м³ раствора едкого натра (концентрация 20 %, плотность 1200 кг/м³). Определите массу образовавшейся соли.

11.66. Уксусный альдегид массой 0,088 кг окисляют в кислоту. Затем эту кислоту растворяют в воде объемом 0,0002 м³. Вычислите массовую долю кислоты в образовавшемся растворе.

11.67. Определите формулу одноосновной предельной кислоты, если известно, что при взаимодействии 5,1∙10⁻³ кг ее с избытком металлического натрия выделилось 5,6∙10⁻⁴ м³ водорода (н.у.).

11.68. Какой объем природного газа (98 % метана по объему) потребуется для получения 64,4 кг муравьиной кислоты путем каталитического окисления метана: 2СН₄+3О₂ → 2HCOOH + 2Н₂О?

11.69. При взаимодействии 35,55 мл раствора концентрацией 30 % (плотность 1,04 г/см³) одноосновной органической кислоты неизвестного строения с избытком гидрокарбоната натрия выделилось 3,36 л газа (н.у.). Определите строение исходной органической кислоты.

11.70. К 42 г одноосновной органической кислоты прилили 36,3 мл раствора едкого натра (концентрация 20 %, плотность 1,1 г/см³), а затем избыток концентрированного раствора гидрокарбоната натрия, при этом выделилось 11,2 л газа (н.у.). Определите строение исходной органической кислоты и назовите ее.

11.71. Какое органическое соединение и в каком количестве было взято для окисления его гидроксидом меди (II), если при взаимодействии продукта реакции с 2,24 л хлора (н.у.) образовалось 9,45 г монохлорзамещенной одноосновной органической кислоты?

11.72. При окислении 5,75 г кислородсодержащего органического соединения неизвестного строения образовалась уксусная кислота. Для полной нейтрализации газа, полученного при полном сжигании этой кислоты, потребовалось 80 мл 28-про­центного раствора гидроксида калия (плотность 1,25 г/см³). Какое вещество взято для окисления? Какая масса уксусной кислоты при этом образовалась?

11.73. При взаимодействии 50 г смеси водных растворов фенола и уксусной кислоты с бромной водой выпало 33,1 г белого осадка. Для нейтрализации этого же количества смеси потребовалось 139,1 мл раствора едкого натра (концентрация 10 %, плотность 1,15 г/мл). Какова процентная концентрация уксусной кислоты в исходной смеси?

11.74. Определитe состав и строение предельной одноосновной карбоновой кислоты, если известно, что для нейтрализации 7,32 г ее потребовалось 25,41 мл раствора гидроксида калия (концентрация 22,4 %, плотность 1,2 г/см³).

11.75. Для нейтрализации смеси фенола и уксусной кислоты потребовалось 23,4 мл раствора гидроксида натрия (концентрация 20 %, плотность 1,2 г/см³). При взаимодействии исходной смеси с бромной водой образовалось 16,55 г осадка. Определите количественный состав исходной смеси.

11.76. При действии натрия на 13,8 г смеси этилового спирта и одноосновной органической кислоты выделяется 3,36 л газа, а при действии на ту же смесь насыщенного раствора питьевой соды − 1,12 л газа. Определите массовую долю каждого компонента в смеси и строение органической кислоты.

11.77. При окислении перманганатом калия смеси бензола и толуола после подкисления образовалось 8,54 г одноосновной органической кислоты. При взаимодействии этой кислоты с избытком водного раствора гидрокарбоната натрия выделился газ, объем которого в 19 раз меньше объема того же газа, полученного при полном сгорании исходной смеси углеводородов. Определите массовую долю каждого компонента в исходной смеси.

11.78. Определите строение предельной одноосновной opганической кислоты, если известно, что для нейтрализации 1 г этой кислоты требуется 27 мл 0,5 М раствора гидроксида натрия.

11.79. 30,9 г смеси уксусной кислоты, этилового спирта и уксусного альдегида последовательно обработали водным раствором гидрокарбоната натрия (при этом выделилось 11,2 л газа), затем аммиачным раствором оксида серебра (при этом образовалось 2,16 г осадка). Определите массовые доли этилового спирта и уксусного альдегида в исходной смеси.

11.80. 37 г неизвестной предельной одноосновной органической кислоты нейтрализовали водным раствором питьевой соды. При пропускании выделившегося газа через известковую воду выпало 50 г осадка. Какая кислота была взята и каков объем выделившегося газа (растворимостью газа в воде пренебречь)?

11.81. При каталитическом окислении предельного одноатомного спирта кислородом воздуха образовалась кислота, на нейтрализацию 22 г которой потребовалось 59,4 мл раствора едкого кали (концентрация 20 %, плотность 1,18 г/см³). Определите молекулярную формулу исходного спирта и напишите его возможные структурные формулы.

11.82. При окислении 16 г неизвестного кислородсодержащего органического соединения образовалось 23 г одноосновной предельной органической кислоты, при взаимодействии которой с избытком питьевой соды (гидрокарбонат натрия) выделилось 11,2 л газа (н у.). Определите формулы исходного соединения и органической кислоты, образовавшейся в результате окисления.

11.83. Газ, образовавшийся при действии избытка металлического цинка на раствор 3,32 г смеси уксусной и муравьиной кислот в 16,68 мл воды, прибавлен к 112 мл этилена (н.у.). После пропускания полученной газовой смеси над никелевым катализатором ее объем уменьшился до 672 мл (н.у.), причем полученный газ не вызывает обесцвечивания раствора перманганата калия. Определите концетрацию каждой из кислот в исходном растворе.

11.84. Для нейтрализации 10 г водного раствора смеси уксусной кислоты и фенола потребовалось 100 г 0,408 М раствора едкого кали (плотность 1,02 г/мл). При добавлении к 5 г того же раствора избытка бромной воды получено 3,31 г осадка. Определитe концентрацию исходных веществ в растворе.

11.85. Свежеприготовленная смесь пропилового спирта и пропионовой кислоты может прореагировать с 100 мл раствора гидрокарбоната натрия (концентрация 4,04 %, плотность 1,04 г/см³). Выделившийся при этом газ занимает в 18 раз меньший объем, чем тот же газ, образующийся при полном сгорании такого же количества исходной смеси (объемы газов измерены при одинаковых условиях). Вычислите массу исходной смеси спирта и кислоты и массовую долю каждого компонента. Изменится ли объем газа, выделяющегося при опытах, если для проведения опытов взять смесь, приготовленную неделю тому назад?

11.86. Для нейтрализации 125 г свежеприготовленной смеси этиловою спирта с уксусной кислотой в гексане потребовалось 76,92 мл раствора едкого натра (концентрация 5 %, плотность 1,04 г/мл), а при действии на такое же количество раствора избытка металлического натрия выделилось 3,36 л газа. Определите массовую долю этилового спирта в полученной смеси.

11.87. Для нейтрализации 250 г водного раствора фенола и уксусной кислоты потребовалось 44,25 мл раствора гидроксида натрия (концентрация 12 %, плотность 1,13 г/см³), а при действии на то же количество смеси бромной водой выпало 16,55 г осадка. Определите массовую долю уксусной кислоты в полученном растворе.

11.88. При взаимодействии 25 мл бензольного раствора 3,664 г свежеприготовленной смеси фенола, этанола и уксусной кислоты с избытком металлического натрия выделилось 672 мл газа (н.у.). Для полной нейтрализации такого же количества исходной смеси необходимо 18,165 мл раствора гидроксида натрия (концентрация 8 %, плотность 1,101 г/мл), а добавление бромной воды к полученному после нейтрализации раствору приводит к выпадению 3,31 г белого осадка. Вычислите молярную концентрацию каждого из растворенных веществ в исходном растворе.

11.89. При нагревании смеси муравьиной и щавелевой кислот (в присутствии серной кислоты) образовалось 0,672 л (н.у.) смеси оксидов углерода. Полученную смесь газов пропустили через известковую воду и получили 0,81 г кислой соли. Определите массовую долю щавелевой кислоты в исходной смеси.

11.90. На полную нейтрализацию 5,24 г смеси уксусного альдегида, уксусной и муравьиной кислот израсходовано 21,341 мл раствора гидроксида калия (концентрация 16 %, плотность 1,148 г/см³). При обработке такой же массы исходной смеси аммиачным раствором оксида серебра образовался осадок, на полное растворение которого потребовалось 13,125 г азотной кислоты концентрацией 96 %. Определите процентный состав исходной смеси.

11.91. К 24,4 г смеси уксусной и муравьиной кислот добавили 227,3 мл раствора едкого натра (концентрация 10 %, плотность 1,1 г/мл). Для поглощения избытка щелочи с образованием кислой соли потребовалось 2,8 л сернистого газа (н.у.). Определите количественный состав исходной смеси кислот.

11.92. При действии на 8,73 г смеси щавелевой, муравьиной кислот и фенола избытком бромной воды выпало 6,62 г белого осадка. Такое же количество исходной смеси веществ может прореагировать с 61,3 мл раствора гидроксида натрия (концентрация 10 %, плотность 1,109 г/мл). Вычислите процентный состав исходной смеси.

11.93. Смесь муравьиной и уксусной кислот массой 9,9 г растворили в 20,1 мл воды и добавили избыток цинка. Образовавшийся газ пропустили через интенсивно перемешиваемый раствор уксусного альдегида (6,6 г) в этиловом спирте в присутствии палладиевого катализатора. По окончании реакции катализатор отфильтровали и к фильтрату прилили избыток аммиачного раствора оксида серебра. При легком нагревании реакционной смеси выпал осадок массой 10,8 г. Вычислите массовую долю каждой из кислот в исходном растворе.

11.94. К раствору, содержащему 2,19 г смеси этанола и пропанола и 15 мл бензола (плотность 0,88 г/мл), добавили избыток металлического натрия. Выделившийся газ пропустили через спиртовой раствор, содержащий 1,54 г уксусного альдегида, в присутствии платинового катализатора. После окончания реакции катализатор отфильтровали, а к фильтрату добавили аммиачный раствор оксида серебра. При легком нагревании образовалось 3,24 г осадка. Определите массовые доли спиртов в исходном растворе.

11.95. Один из методов получения уксусной кислоты заключается в каталитическом окислении бутана. Какую массу раствора уксусной кислоты концентрацией 90 % можно получить окислением 100 м³ бутана (измеренного при 20°С и 101 кПа), если выход целевого продукта 65 %?

11.96. При нагревании с серной кислотой 22,6 г смеси щавелевой и муравьиной кислот образовалось 11,2 л смеси угарного и углекислого газов (н.у.). Определите количественный состав смеси органических кислот.